Магниторефрактивный эффект и магнитооптические спектры нанокомпозитов в видимой и ИК области спектра (1103633)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М. В. ЛомоносоваФизический факультетНа правах рукописиЮрасов Алексей НиколаевичМАГНИТОРЕФРАКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕСПЕКТРЫ НАНОКОМПОЗИТОВ В ВИДИМОЙ И ИК ОБЛАСТИСПЕКТРАСпециальность 01.04.11 – физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёной степеникандидата физико-математических наукМосква – 2003Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультетаМосковского государственного университета им.
М.В.Ломоносова.Научные руководители :доктор физико-математических наук,профессор А. Б. ГрановскийОфициальные оппоненты :доктор физико-математических наук,профессор П. Н. Стеценкокандидат физико-математических наук,ст.н.с. Б. А. АронзонВедущая организация :Физико-технический институт УрОРАН г. ИжевскЗащита состоитсяДиссертационного«_18__» декабря 2003 года в 15-30 часов на заседанииСоветаК501.001.02физическогофакультетаМосковского государственного университета им.
М.В.Ломоносова по адресу:119899, ГСП, Москва, Воробьевы Горы, МГУ, физический факультет,аудитория ЮФАС диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультетаМГУ.Автореферат разослан «18» ноября 2003 года.Ученый секретарь СоветаКандидат физико-математических наук,И. А. НиканороваОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темыгранулысразмеромМагнитные нанокомпозиты, в которых ферромагнитныеблизкимкоднодоменномухаотическирасположенывдиэлектрической матрице, представляют собой класс наноструктурных магнитныхматериалов с необычными и перспективными для практических приложений свойствами.Наличие в таких системах гигантского и туннельного магнитосопротивления, гигантскогоаномального эффекта Холла, большой магнитооптической активности, аномальногооптического поглощения и др.
представляет как фундаментальный, так и практическийинтерес. Недавно в этих системах обнаружен и новый магнитооптический эффект магниторефрактивный эффект (МРЭ), который состоит в значительном измененииоптических параметров нанокомпозитов с туннельным магнитосопротивлением при ихнамагничивании.Принципиальным отличием нанокомпозитов от гранулированных систем металлметалл является наличие перехода металл-диэлектрик при определенной концентрацииметалла, называемой порогом перколяции.
Вблизи этого перехода кардинально меняютсявсе свойства нанокомпозитов. Наличие туннельных контактов вблизи порога перколяции,классического и квантового размерного эффекта приводит к многообразию наблюдаемыхэффектов.Наряду с трехмерными нанокомпозитами металл-диэлектрик, большой интереспредставляюттрехмерныесистемыферромагнитныйметалл–немагнитныйполупроводник и ферромагнитный металл – антиферромагнетик, а также квазидвумерныегибридные мультислои, в которых ультратонкие слои нанокомпозитов разделеныдиэлектрическими прослойками.К настоящему времени отсутствует теоретическое описание оптических и особенномагнитооптических свойств таких систем.
Создание теории является необходимым дляинтерпретации экспериментальных результатов, для поиска новых материалов,дляразработки методов оптической спектроскопии неоднородных материалов, а также в связисобщейзадачейописаниявзаимодействияэлектромагнитногоизлученияснеоднородными средами.Целью данной работы явилось теоретическое исследование оптических имагнитооптических свойств ферромагнитных нанокомпозитов и систем на их основе, типагибридных мультислоев, включающее:1.Расчет и интерпретацию оптических и магнитооптических спектровферромагнитных нанокомпозитов в рамках методов эффективной среды с учетомквазиклассического размерного эффекта.2.Теоретическое исследование оптических и магнитооптических свойствгибридных мультислоев3.
Построение теории магниторефрактивного эффектав нанокомпозитах,исследование его поляризационной и угловой зависимости.Научная новизна и практическая ценность работы состоит в следующем:1.В рамках симметризованного приближения Максвелла-Гарнетта развит методописаниямагнитооптическихспектровнанокомпозитовсучетомквазиклассического размерного эффекта и конфокальности эллипсоидальныхчастиц ячеек среды.2.Впервые показано, что квазиклассический размерный эффект может оказыватьсущественноевлияниекакнаоптические,такиособеннонамагнитооптические спектры ферромагнитных гранулированных сплавов ввидимой и ИК области спектра.3.Рассчитаны оптические и магнитооптические спектры гибридных мультислоев.4.ПостроенатеорияМРЭприпрохождениииотражениисветадлянанокомпозитов.Полученные результаты успешно применены для объяснения экспериментальных данныхпо магнитооптическим спектрам нанокомпозитов Co-Al2O3 и Co-CoO, по оптическим имагнитооптическимспектрамквазидумерныхмультислоевCo-SiO2ипомагниторефрактивному эффекту на пленках Co-Al2O3, а также могут быть использованыдля поиска материалов с большой магнитооптической активностью.Основные результаты диссертации,которые выносятся на защиту, можносформулировать следующим образом:1.
Квазиклассический размерный эффект оказывает существенное влияние наоптический отклик гранулированной системы вблизи порога перколяции в ближней ИКобласти, но не существенен для оптических спектров разбавленных систем.2. Показано, что размерный эффект изменяет амплитуду, профиль и даже знакмагнитооптического сигнала в ближней ИК области спектра. Размерный эффект ярковыражен в системах с большим аномальным эффектом Холла. Учет всех поправок,связанныхсразмернымэкспериментальныеданныегранулированных сплавов.эффектом,дляпозволяетоптическихлучшеиописатьимеющиесямагнитооптическихсвойствМРЭ3.внанокомпозитахобусловленналичиемтуннельногомагнитосопротивления, значительно больше чем в металлических слоях с гигантскиммагнитосопротивлениемиможетнадвапорядкапревышатьтрадиционныемагнитооптические явления.
Спин-зависящее туннелирование существует вплоть дооптических частот. Максимального значения МРЭ на отражении достигает для pполяризованного света при угле падения близком к углу падения Брюстера.4. В условиях интерференции света МРЭ значительно возрастает, что позволяетусилить МРЭ.5. Рассчитаны оптические и магнитооптические спектры гибридных систем врамкахмакроскопическойфренелевскоймагнитооптикисиспользованиеммодифицированного метода эффективной среды. Аномально высокое оптическоепоглощение и высокая магнитооптическая активность в гибридных мультислоях связаны сблизостьюкомпозиционногосоставаслоевкпорогуперколяциииналичиеминтерференции.Апробация работы.
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались намеждународных и всероссийских конференциях: XVII и XVIII Международных школахсеминарах “Новые магнитные материалы микроэлектроники”, Москва(2002, 2000);Международном симпозиуме “Порядок, беспорядок и свойства оксидов - ODPO-2002”,Сочи, (2002);Euro-Asian symposium "Trends in Magnetism", Ekaterinburg, (2001);Conference on Advanced Magneto-Resistive Materials, Ekaterinburg, (2001); Joint EuropeanMagnetic Symposium, Grenoble, (2001); International Baikal Scientific Conference "MagneticMaterials", Irkutsk, (2001); Symposium on Spin-Electronics, Halle, Germany, (2000); Второймеждународной конференции "Фундаментальные проблемы физики", Саратов, (2000);Второй объединенной конференции по магнитоэлектронике, Екатеринбург, (2000);Moscow International Symposium on Magnetism, Moscow, (1999); на международнойконференции молодых ученых и специалистов "Оптика-99", Санкт-Петербург, (1999); атакже на Ломоносовских чтениях (1999, 2001), Международной зимней школе физиковтеоретиков Коуровка-2000, Екатеринбург, (2000); и международных конференцияхаспирантов и студентов “Ломоносов” (1999, 2000, 2002).Публикации Основные результаты диссертации опубликованы в 9 статьях, 4 трудахконференции и 11 тезисах докладов, список которых приведен в конце автореферата.Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, четырех глав,заключения,Полныйспискалитературы.объемдиссертации-100страницмашинописного текста, включая 25 рисунков и библиографию из 101 наименования.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВовведенииобоснованаактуальностьтемыдиссертационнойработы,сформулирована цель работы и дана краткая характеристика разделов диссертации.Первая глава посвящена обзору теоретических и экспериментальных работ поизучению оптических и магнитооптических свойств гранулированных сплавов.Параграф 1.1.1 посвящен обзору методов описания оптических спектровгранулированных сплавов.Параграф 1.1.2 посвящен определению методов эффективной среды.Впараграфах1.1.3-1.1.5подробнорассматриваютсяосновныеметодыэффективной среды.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
